【技术实现步骤摘要】
空域调制系统中的物理层认证方法及系统
本公开涉及无线通信
，具体涉及一种空域调制系统中的物理层认证方法及系统。
技术介绍
在现代无线系统中，基本的安全要求是验证发射机的真实性的能力。具体而言，通过安全认证能够验证所声称的合法发射机的身份并抵抗模仿攻击。由于共享媒体的开放性质提供了更多的安全漏洞，攻击者可以通过安全漏洞进行窃听，阻塞或冒充，因此安全认证在无线系统中尤其重要。随着无线设备的快速普及，对发射机进行安全认证的需求也急剧增长，在与空间调制(SpatialMudulation，SM)或空间位移键控调制(SpaceShiftKeying，SSK)相关的现有技术中，通常通过上层的传统加密技术实现安全认证，这种认证方式往往存在三个主要问题：(1)上层加密机制的安全性是基于对手(攻击者)具有有限计算能力的假设而建立的，随着计算能力和密码分析算法的进步，密码技术中的计算限制的假设逐渐被违反；(2)在可以验证发射机之前，在上层和物理层之间需要完成各种耗时的任务；(3)涉及兼容性问题，不同制造商生产的无线设备各不相同，并...
【技术保护点】
1.一种空域调制系统中的物理层认证方法，是具有发射端和接收端的无线通信系统的物理层认证方法，其特征在于，/n包括：/n所述发射端基于空域调制的空间位移键控调制通过发射天线向无线信道发射发送信号，所述发送信号包含认证标签和调制信号，所述发送信号经所述无线信道后获得接收信号；/n所述接收端基于信道估计和最佳检测接收所述接收信号并从中获得目标接收信号，基于所述目标接收信号和共享密钥获得目标认证标签，基于所述接收信号获得残差信号，基于所述目标认证标签和所述残差信号获得检验统计量，所述接收端基于所述检验统计量、假设检验条件和Neyman-Pearson(内曼-皮尔逊)定理设定虚警概率...
【技术特征摘要】
1.一种空域调制系统中的物理层认证方法，是具有发射端和接收端的无线通信系统的物理层认证方法，其特征在于，
包括：
所述发射端基于空域调制的空间位移键控调制通过发射天线向无线信道发射发送信号，所述发送信号包含认证标签和调制信号，所述发送信号经所述无线信道后获得接收信号；
所述接收端基于信道估计和最佳检测接收所述接收信号并从中获得目标接收信号，基于所述目标接收信号和共享密钥获得目标认证标签，基于所述接收信号获得残差信号，基于所述目标认证标签和所述残差信号获得检验统计量，所述接收端基于所述检验统计量、假设检验条件和Neyman-Pearson(内曼-皮尔逊)定理设定虚警概率进而确定最佳阈值，基于所述最佳阈值获得检测概率，基于所述检测概率检测系统的鲁棒性；
所述接收端基于所述最佳检测获得判决度量，基于所述判决度量和判定信噪比获得平均误码率，基于所述接收端的接收天线的数量改变分集增益，基于所述平均误码率和所述分集增益检测系统的隐蔽性；并且
非法接收端基于所述残差信号和所述认证标签获得目标残差信号，基于标签与干扰加噪声比获得平均错误概率，基于所述认证标签、所述目标残差信号和所述平均错误概率获得二进制熵，基于所述认证标签的信号长度和所述二进制熵获得混淆度，基于所述混淆度检测系统的安全性。
2.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：
所述发送信号满足xSUP(k)＝(ρs+ρtt(k))x(k)，其中，ρs表示调制信号的功率分配因子，ρt表示认证标签的功率分配因子，且满足t(k)表示认证标签t的第k个符号，x(k)表示正常信号。
3.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：
所述接收端基于所述最佳检测和所述信道估计获得所述发射端被激活的发射天线的序号估计值，基于所述发射天线的序号估计值接收所述接收信号并从所述接收信号中获得所述目标接收信号，所述最佳检测满足其中，dn是判决度量，Nt表示发射天线的数量，表示接收端检测到的被激活的发射天线的序号估计值，所述判决度量满足其中，ySUP(k)是接收信号，ρs表示调制信号的功率分配因子，Pt是传输功率，hn是无线信道H的第n列，是信道hn的估计值，表示提取实部。
4.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：
所述标签与干扰加噪声比满足其中，ρt表示认证标签的功率分配因子，Pt是传输功率，hj是无线信道H的第j列，是接收端的噪声方差，所述平均错误概率满足其中，表示为期望运算符，Q(·)表示为标准正态分布的尾部分布函数。
5.根据权利要求1所述的物理层认证方法，其特征在于：
所述二进制熵满足其中，是平均错误概率，t(k)是认证标签t的第k个符号，r(k)是目标残差信号的第k个符号，所述混淆度满足其中，L是认证...
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